катодно-лъчеви тръби. Устройството и принципът на работа на катодна лъчева тръба с

Катодната тръба (CRT) използва лъч електрони от нагрят катод, за да възпроизведе изображение на флуоресцентен екран. Катодът е от оксид, с индиректно нагряване, под формата на цилиндър с нагревател. Оксидният слой се отлага на дъното на катода. Около катода има управляващ електрод, наречен модулатор, с цилиндрична форма с отвор в дъното. Този електрод служи за контролиране на плътността на електронния лъч и за неговото предварително фокусиране. Към модулатора се прилага отрицателно напрежение от няколко десетки волта. Колкото по-високо е това напрежение, толкова повече електрони се връщат към катода. Други електроди, също цилиндрични, са аноди. Има поне две от тях в CRT. На втория анод напрежението е от 500 V до няколко киловолта (около 20 kV), а на първия анод напрежението е няколко пъти по-малко. Вътре в анодите има прегради с отвори (диафрагми). Под действието на ускоряващото поле на анодите електроните придобиват значителна скорост. Окончателното фокусиране на електронния лъч се извършва с помощта на неравномерно електрическо поле в пространството между анодите, както и поради диафрагми. Система, състояща се от катод, модулатор и аноди, се нарича електронен прожектор (електронен пистолет) и служи за създаване на електронен лъч, т.е. тънък поток от електрони, летящ с висока скорост от втория анод към флуоресцентния екран. В тясното гърло на CRT крушката е поставен електронен прожектор. Този лъч се отклонява от електрическо или магнитно поле и интензитетът на лъча може да се променя с помощта на управляващ електрод, като по този начин се променя яркостта на петното. Луминесцентният екран се формира чрез нанасяне на тънък слой фосфор върху вътрешната повърхност на крайната стена на коничната част на CRT. Кинетичната енергия на електроните, бомбардиращи екрана, се преобразува във видима светлина.

CRT С електростатично управление.

Електрическите полета обикновено се използват в CRT с малък екран. В системите за отклонение на електрическото поле векторът на полето е ориентиран перпендикулярно на първоначалния път на лъча. Отклоняването се извършва чрез прилагане на потенциална разлика към двойка отклоняващи плочи (Фигура по-долу). Обикновено отклоняващите плочи правят отклонението в хоризонтална посока пропорционално на времето. Това се постига чрез прилагане на напрежение към отклоняващите плочи, което се увеличава равномерно, докато лъчът преминава през екрана. След това това напрежение бързо пада до първоначалното си ниво и отново започва да се увеличава равномерно. Изследваният сигнал се подава към плочите, които се отклоняват във вертикална посока. Ако продължителността на едно хоризонтално движение е равна на периода или съответства на честотата на сигнала, екранът непрекъснато ще показва един период от вълновия процес.

1 - CRT екран, 2 - катод, 3 - модулатор, 4 - първи анод, 5 - втори анод, P - отклоняващи плочи.

CRT с електромагнитно управление

В случаите, когато е необходимо голямо отклонение, използването на електрическо поле за отклонение на лъча става неефективно.

Електромагнитните тръби имат електронен пистолет, същият като електростатичните тръби. Разликата е, че напрежението на първия анод не се променя и анодите са там само за да ускорят потока на електроните. Необходими са магнитни полета, за да отклонят лъча в телевизионни CRT с големи екрани.

Фокусирането на електронния лъч се извършва с помощта на фокусираща намотка. Фокусиращата намотка има обикновена намотка и се поставя директно върху колбата на тръбата. Фокусиращата намотка създава магнитно поле. Ако електроните се движат по оста, тогава ъгълът между вектора на скоростта и линиите на магнитното поле ще бъде равен на 0, следователно силата на Лоренц е равна на нула. Ако електрон лети в магнита под ъгъл, тогава поради силата на Лоренц траекторията на електрона ще се отклони към центъра на намотката. В резултат на това всички електронни траектории ще се пресичат в една точка. Чрез промяна на тока през фокусиращата намотка можете да промените местоположението на тази точка. Постигнете тази точка да е в равнината на екрана. Лъчът се отклонява с помощта на магнитни полета, генерирани от две двойки отклоняващи намотки. Едната двойка са намотки за вертикално отклонение, а другата са намотки по такъв начин, че техните магнитни силови линии върху централната линия ще бъдат взаимно перпендикулярни. Намотките имат сложна форма и са разположени на гърлото на тръбата.

Когато използвате магнитни полета за отклоняване на лъча под големи ъгли, CRT се оказва къс и също така ви позволява да правите екрани с големи размери.

кинескопи.

Кинескопите са комбинирани CRT, тоест имат електростатично фокусиране и електромагнитно отклонение на лъча за увеличаване на чувствителността. Основната разлика между кинескопите и CRT е следната: електронният пистолет на кинескопите има допълнителен електрод, който се нарича ускоряващ електрод. Той се намира между модулатора и първия анод, към него се подава положително напрежение от няколкостотин волта спрямо катода и служи за допълнително ускоряване на електронния поток.

Схематично устройство на кинескоп за черно-бяла телевизия: 1- резба на катодния нагревател; 2- катод; 3- управляващ електрод; 4- ускоряващ електрод; 5- първи анод; 6- втори анод; 7 - проводимо покритие (aquadag); 8 и 9 - намотки за вертикално и хоризонтално отклонение на гредата; 10 - електронен лъч; 11 - екран; 12 - изход на втория анод.

Втората разлика е, че екранът на кинескопа, за разлика от CRT, е трислоен:

1 слой - външен слой - стъкло. Стъклото на екрана на кинескопа е обект на повишени изисквания за паралелност на стените и липса на чужди включвания.

Слой 2 е фосфор.

Слой 3 е тънък алуминиев филм. Този филм има две функции:

Увеличава яркостта на екрана, действайки като огледало.

Основната функция е да предпазва фосфора от тежки йони, които излитат от катода заедно с електрони.

Цветни кинескопи.

Принципът на действие се основава на факта, че всеки цвят и нюанс може да се получи чрез смесване на три цвята - червен, син и зелен. Следователно цветните кинескопи имат три електронни оръдия и една обща отклоняваща система. Екранът на цветния кинескоп се състои от отделни секции, всяка от които съдържа три фосфорни клетки, които светят в червено, синьо и зелено. Освен това размерите на тези клетки са толкова малки и те са разположени толкова близо една до друга, че тяхното сияние се възприема от окото като цяло. Това е общият принцип за изграждане на цветни кинескопи.

Мозайка (триади) от цветен кинескопен екран със сенчеста маска: R - червено, G - зелено, B - сини фосфорни "точки".

Електрическа проводимост на полупроводници

Собствена проводимост на полупроводниците.

Вътрешният полупроводник е съвършено химически чист полупроводник с хомогенна кристална решетка, във валентната орбита на която има четири електрона. Силицият се използва най-често в полупроводникови устройства. Siи германий Ge.

Електронната обвивка на силициев атом е показана по-долу. Само четири електрона от външната обвивка, наречени валентни електрони, могат да участват в образуването на химични връзки и в процеса на проводимост. Десет вътрешни електрона не участват в такива процеси.

Кристалната структура на полупроводника в равнина може да бъде представена по следния начин.

Ако един електрон е получил енергия, по-голяма от ширината на забранената зона, той прекъсва ковалентната връзка и става свободен. На негово място се образува ваканция, която има положителен заряд, равен по големина на заряда на електрона и се нарича дупка. В химически чист полупроводник концентрацията на електрони не равна на концентрацията на дупки стр.

Процесът на образуване на двойка заряди електрон и дупка се нарича генериране на заряд.

Свободен електрон може да заеме мястото на дупка, възстановявайки ковалентна връзка и по този начин излъчвайки излишък от енергия. Този процес се нарича рекомбинация на заряда. В процеса на рекомбинация и генериране на заряди, дупката изглежда се движи в обратна посока от посоката на движение на електрона; следователно дупката се счита за подвижен носител на положителен заряд. Дупките и свободните електрони, получени в резултат на генерирането на носители на заряд, се наричат ​​присъщи носители на заряд, а проводимостта на полупроводника, дължаща се на неговите собствени носители на заряд, се нарича присъща проводимост на проводника.

Примесна проводимост на проводници.

Тъй като проводимостта на химически чистите полупроводници зависи значително от външните условия, легираните полупроводници се използват в полупроводникови устройства.

Ако в полупроводника се въведе петвалентен примес, тогава 4 валентни електрона възстановяват ковалентните връзки с атомите на полупроводника, а петият електрон остава свободен. Поради това концентрацията на свободни електрони ще надвишава концентрацията на дупки. примес, поради което н> стр, е наречен донорнечистота. Полупроводник, който н> стр, се нарича полупроводник с електронен тип проводимост или полупроводник н-Тип.

в полупроводник н-Типелектроните се наричат ​​мажоритарни носители на заряд, а дупките се наричат ​​малцинствени носители на заряд.

Когато се въведе тривалентен примес, три от неговите валентни електрони възстановяват ковалентната връзка с атомите на полупроводника, а четвъртата ковалентна връзка не се възстановява, т.е. има дупка. В резултат на това концентрацията на дупки ще бъде по-голяма от концентрацията на електрони.

Примесът, при който стр> н, е наречен акцепторнечистота.

Полупроводник, който стр> н, се нарича полупроводник с проводимост с дупка или полупроводник p-тип. в полупроводник p-типдупките се наричат ​​мажоритарни носители на заряд, а електроните се наричат ​​малцинствени носители на заряд.

Образуване на преход електрон-дупка.

Поради неравномерна концентрация на повърхността Ри нполупроводник, възниква дифузионен ток, поради който електроните от н- площиместя се в p-регион, а на тяхно място остават некомпенсирани заряди на положителни йони на донорния примес. Електроните, пристигащи в p-областта, се рекомбинират с дупки и възникват некомпенсирани заряди на отрицателни йони на акцепторния примес. ширина Р-нпреход - десети от микрона. На интерфейса възниква вътрешно електрическо поле на p-n прехода, което ще бъде забавящо за основните носители на заряд и ще ги отхвърли от интерфейса.

За миноритарните носители на заряд полето ще се ускорява и ще ги прехвърля в региона, където те ще бъдат основните. Максималната напрегнатост на електрическото поле е на границата.

Разпределението на потенциала по ширината на полупроводника се нарича потенциална диаграма. Потенциална разлика напречно Р-нпреход се нарича контактна разлика потенциалиили потенциална бариера. За да може основният носител на заряд да преодолее Р-нпреход, неговата енергия трябва да е достатъчна, за да преодолее потенциалната бариера.

Директно и обратно включване p-нпреход.

Прилагаме външно напрежение плюс към Р- площи. Външното електрическо поле е насочено към вътрешното поле Р-нпреход, което води до намаляване на потенциалната бариера. Основните носители на заряд могат лесно да преодолеят потенциалната бариера и следователно да преминат през Р-нкръстовището ще тече сравнително голям ток, причинен от повечето носители на заряд.

Такова включване Р-нпреходът се нарича директен, а текущият през Р-нпреходът, причинен от мажоритарните носители на заряд, също се нарича прав ток. Смята се, че с пряка връзка Р-нпреходът е отворен. Ако свържете външно напрежение с минус към p-региони плюс н-регион, тогава възниква външно електрическо поле, чиито линии на интензитет съвпадат с вътрешното поле Р-нпреход. В резултат това ще увеличи потенциалната бариера и ширината Р-нпреход. Основните носители на заряд няма да могат да преодолеят Р-нпреход и се счита, че Р-нпреходът е затворен. И двете полета - вътрешно и външно - се ускоряват за миноритарни носители на заряд, така че малцинствените носители на заряд ще преминат през Р-нсъединение, произвеждащо много малък ток, т.нар обратен ток. Такова включване Р-нпреходът се нарича още обратен.

Имоти p-нпреход.Характеристика ток-напрежение p-нпреход

Назад към основните функции Р-нпреходите включват:

- свойството на еднопосочна проводимост;

Температурни свойства Р-нпреход;

Честотни свойства Р-нпреход;

Разбивка Р-нпреход.

Свойство на еднопосочна проводимост Р-нразгледайте прехода на характеристиката ток-напрежение.

Характеристиката ток-напрежение (CVC) е графично изразена зависимост на стойността на тока, протичащ през Р-нпреход на тока от големината на приложеното напрежение аз= f(U) - фиг.29.

Тъй като величината на обратния ток е многократно по-малка от постоянния ток, обратният ток може да бъде пренебрегнат и да се приеме, че Р-нПреходът провежда ток само в една посока. температурно свойство Р-нпреходът показва как работата се променя Р-нпреход с промяна на температурата. На Р-нпреходът се влияе до голяма степен от нагряване, в много малка степен - от охлаждане. С повишаване на температурата се увеличава топлинното генериране на носители на заряд, което води до увеличаване както на предния, така и на обратния ток. Честотни свойства Р-нпреходите показват как работи Р-нпреход, когато към него се приложи високочестотно променливо напрежение. Честотни свойства Р-нпреходите се определят от два вида капацитет на прехода.

Първият тип капацитет е капацитетът, дължащ се на неподвижните заряди на йоните на донорните и акцепторните примеси. Нарича се заряден или бариерен капацитет. Вторият тип капацитет е дифузионният капацитет, дължащ се на дифузията на подвижните носители на заряд през Р-ндиректен преход.

Ако е включено Р-нкръстовище за подаване на променливо напрежение, след това капацитет Р-нпреходът ще намалее с увеличаване на честотата и при някои високи честоти капацитетът може да стане равен на вътрешното съпротивление Р-нпреход с директна връзка. В този случай, когато се включи отново, през този капацитет ще тече достатъчно голям обратен ток и Р-нпреходът ще загуби свойството на еднопосочна проводимост.

Заключение: колкото по-малка е стойността на капацитета Р-нпреход, толкова по-високи честоти може да работи.

Бариерният капацитет има основния ефект върху честотните свойства, тъй като дифузионният капацитет възниква при директна връзка, когато вътрешното съпротивление Р-нмалък преход.

Разбивка p-нпреход.

С увеличаване на обратното напрежение енергията на електрическото поле става достатъчна за генериране на носители на заряд. Това води до силно увеличение на обратния ток. Феноменът на силно увеличение на обратния ток при определено обратно напрежение се нарича електрически пробив. Р-нпреход.

Електрическата повреда е обратима повреда, тоест с намаляване на обратното напрежение Р-нпреходът възстановява свойството на еднопосочна проводимост. Ако обратното напрежение не се намали, тогава полупроводникът ще стане много горещ поради топлинния ефект на тока и Р-нпреходът е в пламъци. Това явление се нарича топлинно бягане. Р-нпреход. Термичният срив е необратим.

Полупроводникови диоди

Полупроводниковият диод е устройство, състоящо се от полупроводников кристал, обикновено съдържащ един p-n преход и имащ два терминала. Има много различни видове диоди - токоизправителни, импулсни, тунелни, инвертирани, микровълнови диоди, както и ценерови диоди, варикапи, фотодиоди, светодиоди и др.

Маркировката на диодите се състои от 4 обозначения:

K C -156 A

Ученикът трябва да знае : блокова схема на осцилоскопа; назначаване на основните блокове на осцилоскопа; устройство и принцип на действие на електроннолъчева тръба; принципът на работа на генератора за почистване (напрежение на трион), добавяне на взаимно перпендикулярни трептения.

Ученикът трябва да може : определя емпирично цената на деление хоризонтално и вертикално, измерва големината на постоянното напрежение, периода, честотата и амплитудата на променливото напрежение.

Кратка теория Структура на осцилоскопа

Електронният осцилоскоп е универсално устройство, което ви позволява да наблюдавате бързи електрически процеси (до 10 -12 s). С помощта на осцилоскоп можете да измервате напрежение, ток, времеви интервали, да определяте фазата и честотата на променливия ток.

защото възникват потенциални разлики във функциониращите нерви и мускули на живи организми, тогава електронен осцилоскоп или неговите модификации се използват широко в биологични и медицински изследвания на работата на различни органи, сърцето, нервната система, очите, стомаха и др.

Устройството може да се използва за наблюдение и измерване на неелектрически величини, ако се използват специални първични преобразуватели.

В осцилоскопа няма движещи се механични части (вижте фиг. 1), а по-скоро отклонението на електронния лъч в електрически или магнитни полета. Тесен лъч електрони, удрящ екран, покрит със специално съединение, го кара да свети в тази точка. При движение на електронния лъч можете да го следите по движението на светещата точка на екрана.

Електронният лъч "следи" промяната в изследваното електрическо поле, като е в крак с него, т.к електронният лъч е практически безинерционен.

Ориз. 1. Фиг. 2.

Устройство на електроннолъчева тръба Катод и модулатор

Това е голямо предимство на електронния осцилоскоп в сравнение с други записващи инструменти.

Съвременният електронен осцилоскоп има следните основни компоненти: катодно-лъчева тръба (CRT), генератор за размахване, усилватели и захранване.

Устройството и работата на катодната тръба

Помислете за конструкцията на електронно-лъчева тръба с електростатично фокусиране и електростатично управление на електронния лъч.

CRT, схематично изобразен на фиг. 1 е стъклена колба със специална форма, в която се създава висок вакуум (от порядъка на 10 -7 mm Hg). Вътре в колбата има електроди, които действат като електронен пистолет за производство на тесен лъч електрони; лъчеотклоняващи плочи и екран, покрит със слой фосфор.

Електронната пушка се състои от катод 1, управляващ (модулиращ) електрод 2, допълнителен екраниращ електрод 3 и първи и втори анод 4, 5.

Нагретият катод 1 е направен под формата на малък никелов цилиндър, вътре в който има нажежаема жичка, има оксиден слой на предната крайна част с ниска работа на електрони за получаване на електрони (фиг. 2).

Катодът се намира вътре в управляващия електрод или модулатора, който е метална чаша с отвор в края, през който могат да преминават електрони. Контролният електрод има отрицателен потенциал спрямо катода и чрез промяна на стойността на този потенциал е възможно да се контролира интензивността на потока от електрони, преминаващи през неговия отвор и по този начин да се промени яркостта на екрана. В същото време електрическото поле между катода и модулатора фокусира електронния лъч (фиг. 2).

Екраниращият електрод 3 има потенциал малко по-висок от потенциала на катода и служи за улесняване на излизането на електрони, за да се изключи взаимодействието на електрическите полета на управляващия електрод 2 и първия анод 4.

Допълнителното фокусиране и ускоряване на електроните става чрез електрическо поле между първия и втория анод, които образуват електронна леща. Тези аноди са направени под формата на цилиндри с диафрагми вътре. На първия анод 4 се подава положителен потенциал по отношение на катода от порядъка на стотици волта, на втория 5 от порядъка на хиляда волта. Линиите на напрегнатост на електрическото поле между тези аноди са показани на фиг.3.

Осцилоскоп катодно-лъчева тръбапроектиран да показва електрически сигнали на флуоресцентен екран. Изображението на екрана служи не само за визуална оценка на формата на сигнала, но и за измерване на неговите параметри, а в някои случаи - и за фиксирането му върху филм.

Енциклопедичен YouTube

• 1 / 5

  CRT осцилоскоп е вакуумна стъклена колба, съдържаща електронен пистолет, отклоняваща система и луминисцентен екран. Електронният пистолет е проектиран да образува тесен лъч от електрони и да го фокусира върху екрана. Електроните се излъчват от индиректно нагрят катод с нагревател поради явлението термоелектронна емисия. Интензитетът на електронния лъч и следователно яркостта на петното върху екрана се контролира от отрицателно напрежение спрямо катода на управляващия електрод. Първият анод служи за фокусиране, вторият за ускоряване на електроните. Контролният електрод и анодната система образуват система за фокусиране.

  Отклоняващата система се състои от две двойки плочи, разположени хоризонтално и вертикално. Към хоризонталните плочи, които се наричат плочи за вертикално отклонение, изпитвателното напрежение се прилага. Към вертикалните плочи, които се наричат хоризонтални отклоняващи плочи, се прилага трионно напрежение от генератора за почистване. Под въздействието на полученото електрическо поле летящите електрони се отклоняват от първоначалната си траектория пропорционално на приложеното напрежение. Светещо петно ​​върху CRT екрана рисува формата на изследвания сигнал. Поради зъбното напрежение петното се движи по екрана отляво надясно.

  Ако се приложат два различни сигнала към вертикалните и хоризонталните отклоняващи плочи, тогава на екрана могат да се наблюдават фигури на Lissajous.

  На екрана на CRT могат да се наблюдават различни функционални зависимости, например характеристиката ток-напрежение на двутерминална мрежа, ако към хоризонталните отклоняващи пластини се приложи сигнал, пропорционален на променящото се напрежение, приложено към нея, и сигнал, пропорционален на протичащият през него ток се прилага към вертикалните отклоняващи пластини.

  В осцилоскопите CRT се използва електростатично отклонение на лъча, тъй като изследваните сигнали могат да имат произволна форма и широк честотен спектър и използването на електромагнитно отклонение при тези условия е невъзможно поради честотната зависимост на импеданса на отклоняващата намотка.

  Тръби от "нискочестотния" диапазон (до 100 MHz)

  Електростатичната отклоняваща система на такива тръби се състои от две двойки отклоняващи плочи, вертикално и хоризонтално отклонение, разположени вътре в CRT.

  При наблюдение на сигнали с честотен спектър под 100 MHz времето на прелитане на електрони през отклоняващата система може да се пренебрегне. Времето на полета на електроните се изчислява по формулата:

  t ≈ l m 2 e U a (\displaystyle t\приблизително l(\sqrt (\frac (m)(2eU_(a)))))

  където e (\displaystyle e)и m (\displaystyle m)са съответно зарядът и масата на електрона, l (\displaystyle l)- дължината на плочите, U a (\displaystyle U_(a))- анодно напрежение.

  отклонение на лъча ∆ (\displaystyle \Delta )в равнината на екрана е пропорционална на напрежението, приложено към плочите U O T (\displaystyle U_(OT))(приемайки, че по време на полета на електрони в полето на отклоняващите плочи напрежението върху плочите остава постоянно):

  Δ = U O T l D 2 U a d (\displaystyle \Delta =(\frac (U_(OT)lD)(2U_(a)d)))

  където D (\displaystyle D)- разстояние от центъра на отклонение на плочите до екрана, d (\displaystyle d)е разстоянието между плочите.

  В CRT, използвани за наблюдение на рядко повтарящи се и единични сигнали, се използват луминофори с дълго време на следсветене.

  Лампи над 100 MHz

  За бързо променящи се синусоидални форми на вълната, чувствителността на отклонение започва да намалява и когато периодът на синусоидата се доближава до времето на полет, чувствителността на отклонение пада до нула. По-специално, при наблюдение на импулсни сигнали с широк спектър (периодът на горния хармоник е равен или надвишава времето на полет), този ефект води до изкривяване на формата на сигнала поради различна чувствителност на отклонението към различни хармоници. Увеличаването на анодното напрежение или намаляването на дължината на плочите може да намали времето на полета и да намали тези изкривявания, но това намалява чувствителността към отклонение. Следователно, за осцилография на сигнали, чийто честотен спектър надвишава 100 MHz, отклоняващите системи се правят под формата на линия на пътуваща вълна, обикновено от спирален тип. Сигналът се прилага към началото на спиралата и под формата на електромагнитна вълна се движи по оста на системата с фазова скорост v f (\displaystyle v_(f)):

  v f = c h c l c (\displaystyle v_(f)=(\frac (ch_(c))(l_(c))))

  където c (\displaystyle c)- скоростта на светлината, h c (\displaystyle h_(c))- стъпка на спиралата l c (\displaystyle l_(c))е дължината на спиралата. В резултат на това влиянието на времето на полета може да се елиминира, ако скоростта на електроните се избере равна на фазовата скорост на вълната по посока на оста на системата.

  За да се намалят загубите на мощност на сигнала, изводите на отклоняващата система на такива CRT са направени коаксиални. Геометрията на коаксиалните втулки е избрана така, че тяхното вълново съпротивление да съответства на вълновото съпротивление на спираловидната отклоняваща система.

  Тръби с последващо ускоряване

  За да се увеличи чувствителността към отклонение, е необходимо да има ниско анодно напрежение, но това води до намаляване на яркостта на изображението поради намаляване на скоростта на електроните. Следователно в осцилографските CRT се използва система за последващо ускоряване. Това е система от електроди, разположени между отклоняващата система и екрана, под формата на проводимо покритие, нанесено върху вътрешната повърхност на корпуса на CRT.

  Усилвателни тръби

  В широколентовите CRT, работещи в диапазона от няколко GHz, се използват усилватели на яркостта за увеличаване на яркостта без загуба на чувствителност. Усилвателят на яркостта е микроканална плоча, разположена вътре в CRT пред флуоресцентния екран. Плочата е изработена от специално полупроводимо стъкло с висок фактор на вторична емисия. Електроните на лъча, влизащи в каналите (чийто диаметър е много по-малък от тяхната дължина), избиват вторичните електрони от стените му. Те се ускоряват от полето, създадено от металното покритие на краищата на плочата и, удряйки стените на канала, избиват нови електрони. Общото усилване на микроканалния усилвател може да бъде 10 5 ... 10 6 . Въпреки това, поради натрупването на заряди по стените на канала, микроканалният усилвател е ефективен само за наносекундни импулси, единични или следващи с ниска честота на повторение.

  Мащаб

  За измерване на параметрите на сигнала, възпроизвеждан на екрана на CRT, отчитането трябва да се извърши по скала с деления. Когато начертаете скала върху външната повърхност на CRT екран, точността на измерване се намалява поради паралакс, причинен от дебелината на екрана. Следователно, в съвременните CRT скалата се прави директно върху вътрешната повърхност на екрана, т.е. практически се изравнява с изображението на сигнала.

  Тръби за фотографска регистрация

  За да се подобри качеството на контактната фотография на сигнала, екранът е направен под формата на диск от фибростъкло. Това решение ви позволява да прехвърлите изображението от вътрешната повърхност към външната, като същевременно запазите неговата яснота. Замъгляването на изображението е ограничено от диаметъра на нишките от стъклени влакна, който обикновено не надвишава 20 µm. В CRT, предназначени за фотографски запис, се използват луминофори, чийто емисионен спектър е в съответствие със спектралната чувствителност на филма.

  Литература

  • Вуколов Н. И., Гербин А. И., Котовщиков Г. С.Получаване на електронно-лъчеви тръби: Наръчник .. - М .: Радио и комуникация, 1993. - 576 с. - ISBN 5-256-00694-0.
  • Жигарев А. А., Шамаева Г. Т.Електронно-лъчева и фотоелектронна апаратура: Учебник за гимназията. - М. : Висше училище, 1982. - 463 с., аз ще.

  Съвсем наскоро катоднолъчевата тръба е често срещана в голямо разнообразие от устройства, като аналогови осцилоскопи, както и в радиотехническата индустрия - телевизия и радар. Но напредъкът не стои неподвижен и катодните тръби започнаха постепенно да се заменят с по-модерни решения. Струва си да се отбележи, че те все още се използват в някои устройства, така че нека да разгледаме какво е това.

  Като източник на заредени частици в електроннолъчевите тръби се използва нагрят катод, който излъчва електрони в резултат на термоемисия. Вътре в управляващия електрод е поставен катод, който има цилиндрична форма. Ако промените отрицателния потенциал на управляващия електрод, можете да промените яркостта на светлинното петно ​​на екрана. Това се дължи на факта, че промяната в отрицателния потенциал на електрода влияе върху големината на електронния поток. Зад управляващия електрод са разположени два цилиндрични анода, вътре в които са монтирани диафрагми (прегради с малки отвори). Ускоряващото поле, създадено от анодите, осигурява насоченото движение на електроните към екрана и същевременно „събира” електронния поток в тесен поток (лъч). В допълнение към фокусирането, което се осъществява с помощта на електростатично поле, фокусирането на магнитния лъч също се използва в катодна тръба. За да се реализира това, на гърлото на тръбата се поставя фокусираща намотка. , който действа върху електроните в магнитното поле, създадено от намотката, ги притиска към оста на тръбата, като по този начин образува тънък лъч. За преместване или отклоняване на електронния лъч върху екрана, както и за фокусиране, се използват електрически и магнитни полета.

  Електростатичната система за отклонение на лъча се състои от две двойки плочи: хоризонтални и вертикални. Летейки между плочите, електроните ще се отклонят към положително заредената плоча (Фигура a)):

  Две взаимно перпендикулярни двойки пластини позволяват на електронния лъч да се отклонява както вертикално, така и хоризонтално. Магнитната отклоняваща система се състои от две двойки намотки 1 - 1 / и 2 - 2 /, разположени върху тръбния балон под прав ъгъл една спрямо друга (Фигура b)). В магнитното поле, създадено от тези бобини, летящите електрони ще бъдат засегнати от силата на Лоренц.

  Движението на електронния поток по вертикалите ще предизвика магнитно поле от хоризонтално разположени намотки. Полето от вертикално разположени намотки е хоризонтално. Полупрозрачен слой от специално вещество, което може да свети, когато е бомбардирано с електрони, покрива екрана на катодната тръба. Такива вещества включват някои полупроводници - калциев волфрам, вилемит и др.

  

  Основната група електроннолъчеви тръби са осцилоскопните тръби, чиято основна цел е да изследват бързи промени в тока и напрежението. В този случай изследваният ток се прилага към отклоняващата система, което води до отклонение на лъча върху екрана пропорционално на силата на този ток (напрежение).

  .
  Катодните тръби, чиято работа се основава на формирането и контрола на интензитета и позицията на един или повече електронни лъчи, се класифицират според предназначението и метода за управление на електронния лъч. В зависимост от предназначението кинескопите се делят на приемни, предавателни, запаметяващи и др. Като индикаторни устройства се използват приемните тръби. Според метода на управление на електронния лъч CRT се разделят на тръби с електростатично и магнитно управление. При първия за управление на електронния лъч се използва електрическо поле, а при втория - магнитно поле.

  Електростатично контролирани електроннолъчеви тръби осигуряват по-високи честотни свойства, така че те се използват широко като индикатори на електронни осцилоскопи. Помислете за работата на електростатично контролирана катодно-лъчева тръба, чиято конструкция е схематично показана на фигурата по-долу.

  Представлява стъклена колба, в тясната част на която има електронен прожектор (EP) и отклоняваща система (OS). В крайната част на колбата има екран (E), покрит със специален състав - луминофор, способен да свети при бомбардиране от електронен лъч. Електронният проектор се състои от нажежена жичка (H), катод (K), модулатор (M) и два анода (A и A2).

  Излезлите от катода електрони образуват електронен облак, който под действието на анодното поле се придвижва към екрана, образувайки електронен лъч. Този лъч преминава през модулатор, направен под формата на кух цилиндър с отвор и долна част. Към модулатора се прилага напрежение от няколко десетки волта, отрицателно спрямо катода. Това напрежение създава забавящо поле, което предварително фокусира електронния лъч и променя яркостта на сиянието на екрана. За да се получи необходимата енергия (скорост) на електронния лъч, към анодите се прилага положително напрежение спрямо катода: около няколкостотин волта към анода A1 и няколко хиляди волта към анода A2. Стойността на напрежението за анода А2 се избира от условието за настройка на фокуса на втората електростатична леща в равнината на екрана.

  Системата за отклоняване на CRT се състои от две двойки взаимно перпендикулярни плочи, разположени симетрично по отношение на оста на колба. Напрежението, приложено към плочите, огъва пътя на електронния лъч, като по този начин кара светлинното петно ​​на екрана да се отклони. Стойността на това отклонение е право пропорционална на напрежението върху плочите OS и обратно пропорционална на напрежението Ua на втория анод.

  (Фигурата по-долу), подобно на електростатично контролиран CRT, включва EP и OS. Дизайнът на EA на двете тръби е подобен.

  

  Предварителното фокусиране на електронния лъч в магнитно управляваната тръба също се извършва от две електростатични лещи, образувани съответно от електрически полета между модулатора и първия анод и между първия и втория анод. Функцията на първия анод, понякога наричан ускоряващ електрод, допълнително включва екранирането на модулатора от втория анод, което почти напълно елиминира зависимостта на яркостта на светенето на екрана от напрежението на втория анод.

  Вътре в CRT има друг електрод, наречен aquadag (AK). Aquadag е електрически свързан към втория анод. Основното фокусиране на електронния лъч се осъществява от неравномерно магнитно поле на фокусираща намотка (FC), която структурно е разположена на гърлото на CRT крушката. Това поле, което възниква, когато постоянен ток протича през компютъра, придава на електроните въртеливо движение около оста на лъча, фокусирайки го в равнината на екрана.

  Магнитната OS съдържа две двойки взаимно перпендикулярни намотки, свързани последователно, конструктивно изпълнени под формата на единичен блок. Полученото поле, създадено от тези намотки, кара електроните да се движат в кръг, чийто радиус е обратно пропорционален на силата на магнитното поле. Напускайки полето, електроните на лъча се движат тангенциално към първоначалната траектория, отклонявайки се от геометричната ос на крушката.

  В този случай отклонението на електронния лъч в CRT с магнитно управление зависи по-малко от стойността на ускоряващото напрежение на анода А2, отколкото отклонението на лъча в CRT с електростатично управление. Следователно, при дадена стойност на напрежението на втория анод, CRT с магнитно управление осигурява по-голям ъгъл на отклонение на електронния лъч от CRT с електростатично управление, което прави възможно значително намаляване на размера му. Типичната стойност на максималния ъгъл на отклонение в CRT с магнитно управление е 110°, а в CRT с електростатично управление не надвишава 30°.

  Съответно, за дадени стойности на отклонението на електронния лъч, магнитно контролиран CRT работи с по-високо второ анодно напрежение от електростатично контролиран CRT, което прави възможно увеличаването на яркостта на полученото изображение. Към горното трябва да се добави, че CRT с магнитно управление осигурява по-добро фокусиране на електронния лъч и следователно най-добро качество на изображението, което предопредели широкото им използване като устройства за изобразяване на компютърен дисплей. Разглежданите CRT осигуряват монохроматичен режим за изобразяване на информация. В момента CRT с цветно изображение стават все по-често срещани.

  (фигура по-долу) прилага принципа за получаване на цветни изображения като сума от изображения на червени, зелени и сини цветове.

  

  Чрез промяна на относителната яркост на всеки от тях можете да промените цвета на възприеманото изображение. Следователно структурно CRT съдържа три независими EA, чиито лъчи са фокусирани на определено разстояние от екрана. В равнината на пресичане на лъчите има цветоразделителна маска - тънка метална пластина с голям брой отвори, чийто диаметър не надвишава 0,25 mm. Цветният CRT екран е разнороден и се състои от много луминисцентни клетки, чийто брой е равен на броя на отворите на маската. Клетката се състои от три кръгли фосфорни елемента, светещи в червено, зелено или синьо.

  Например, цветен кинескоп с размер на екрана 59 см диагонал има маска с повече от половин милион дупки, а общият брой на луминесцентните екранни елементи надхвърля 1,5 млн. След преминаване през отворите на маската електронните лъчи се разминават. Разстоянието между маската и екрана е избрано така, че след преминаване през отвора на маската, електроните на всеки лъч да удрят елементите на екрана, които луминесцират в определен цвят. Поради малкия размер на светещите елементи на екрана, човешкото око не е в състояние да ги различи дори на малко разстояние и възприема общото сияние на всички клетки, чиито интегрални цветове зависят от интензитета на електронния лъч на всеки EF.

  Ако към модулаторите и на трите ОзВ се подадат еднакви напрежения, то светлинните елементи на екрана ще светят по един и същ начин и полученият цвят ще се възприема като бял. При синхронна промяна на напрежението на модулаторите яркостта на белия цвят се променя. Следователно, чрез прилагане на равни напрежения към модулаторите, можете да получите всички градации на блясъка на екрана - от ярко бяло до черно. По този начин цветните кинескопи също могат да възпроизвеждат черно-бяло изображение без изкривяване.

  Yu.F.Opadchy, Аналогова и цифрова електроника, 2000